KR101634642B1 - 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동 회로 및 표시장치의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핑거모드와 호버 모드에 따라 서로 상이한 센싱 영역들이 활성화되도록 하고, 특히, 센싱 영역에 대한 비접촉에서의 센싱 구동을 의미하는 호버 모드에서 가능한 많은 센싱 영역들이 동시에 활성화됨으로써, 센싱 감도가 강화되어 호버 모드에서도 센싱 검출 성능이 증대시킬 수 있는 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동회로 및 표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동 회로 및 표시장치의 구동방법{TOUCH SENSING DEVICE, TOUCH SENSING CIRCUIT, DATA DRIVING CIRCUIT, AND DRIVING DISPLAY DEVICE DRIVING METHOD}

본 발명은 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동 회로 및 표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

최근 들어, 터치 기능이 표시패널에 구비된 터치 센서에 의해 다양한 유저 인터페이스(User Interface, UI)의 구현이 가능하다. 터치 세서가 포함된 표시패널은 터치에 의한 입력 기능과 정보의 출력 기능이 모두 가능한 입출력 수단이다.

정전 용량 방식의 터치 기능을 갖는 표시패널은 기존의 저항막 방식에 비하여 내구성과 선명도가 높고, 멀티 터치 인식과 근접 터치 인식이 가능하여 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있는 장점이 있다.

정전 용량 방식의 터치 기능을 갖는 표시패널은 터치센서를 포함하는 기판이 표시패널 상에 접착되거나 터치센서가 표시패널에 내장(인셀 타입)되므로 표시소자와 전기적으로 커플링되어 있다.

최근의 터치 기능을 갖는 표시패널은 핑거 모드(finger mode)와 같은 접촉 터치 모드에서뿐만 아니라 호버 모드(hover mode) 또는 근접 터치 모드 등의 비접촉 터치 모드에서도 터치 인식이 되도록 연구되고 있다. 접촉 터치 모드라 함은 표시패널에서 포인터가 접촉하는 직접적인 터치를 인식 가능하도록 하는 기능이다. 비접촉 터치 모드라 함은 표시패널에 포인터가 직접 접촉하지 않고, 표시패널에 가깝게 근접한 근접(proximity) 터치 또는 표시패널과 이격된 이격(hovering) 터치를 인식 가능하도록 함을 의미한다.

이 중 인셀 타입의 터치 센서들을 포함하는 표시패널에 대한 호버 모드에서의 터치 기능은 아직 구현되지 않고 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 인셀 타입의 터치 센서들을 포함하는 표시패널에서 터치 인지 감도가 우수한 감도를 유지하여 호버 모드에서의 터치 인지가 가능하도록 하는 터치 센싱 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 접촉 터치 및 비접촉 터치 각각에 적합한 터치 구동을 할 수 있는 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동회로 및 표시장치의 구동방법을 제공하는데 있다.

일 측면에서, 본 발명은, 다수의 터치 센서를 포함하는 표시패널과, 다수의 터치 센서로 터치 인지를 위한 구동신호를 공급하고, 다수의 터치 센서를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부과, 접촉 터치 구동인 경우와 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치 센서를 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주는 선택회로를 포함하되, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치 센서로 공급되는 구동 신호는, 접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치 센서로 공급되는 구동 신호에 비해 큰 신호 세기를 갖는 터치 센싱 장치를 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은, 다수의 터치 센서에 인가될 구동 신호를 순차적으로 출력하고, 다수의 터치 센서를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부와, 접촉 터치 구동인 경우와 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치 센서를 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주는 선택회로를 포함하되, 비접촉 터치 구동인 경우 출력되는 구동 신호는, 접촉 터치 구동인 경우 출력되는 구동 신호에 비해 큰 신호 세기를 갖는 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하되, 비접촉 터치 구동인 경우의 구동 신호는 오버 드라이빙 구간을 갖는 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 다수의 센싱 라인을 통해 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 오버 드라이빙 구간을 갖는 구동 신호를 함께 공급하는 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출하되, 접촉 터치 구동인 경우, 하나의 터치 센서에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 둘 이상의 터치 센서에 해당하는 블록 단위로 터치 유무를 검출하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급하는 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급하는 데이터 구동회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 다수의 센싱 라인을 통해 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 오버 드라이빙 구간을 갖는 구동 신호를 공급하는 데이터 구동회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 시, 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출하되, 접촉 터치 구동인 경우, 하나의 터치 센서에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 둘 이상의 터치 센서에 해당하는 블록 단위로 터치 유무를 검출하며, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급하는 데이터 구동회로를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치된 표시패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동회로를 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하는 단계와, 터치 구동 모드 시, 표시패널에 내장된 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하는 단계를 포함하되, 공급하는 단계는, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하며, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급하는 표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 단말기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 핑거 모드와 센싱 모드 모두를 구동 가능하도록 함으로써, 사용자에 의한 직접적인 터치뿐만 아니라 간접적인 터치, 즉 비접촉 터치에서도 터치 검출이 가능하여, 터치 센싱 장치의 활용 범위를 확장시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 핑거 모드에서는 각 센싱 영역 블록 내의 다수의 센싱 영역이 순차적으로 활성화될 수 있다. 핑거 모드에서는 센싱 영역에 사용자로부터의 직접적인 접촉이 이루어지므로, 각 센싱 영역 단위로 활성화시키더라도 각 센싱 영역의 정전 용량은 충분히 크므로, 각 센싱 영역을 통해서 충분히 사용자의 터치 유무가 검출될 수 있다.

한편, 호버 모드에서는 센싱 영역으로부터 사용자의 손가락이 접촉되지 않고 일정 거리를 유지한 상태에서 터치 유무가 검출될 수 있다. 이러한 경우, 센싱 영역과 사용자의 손가락 사이의 거리가 멀어짐에 따라 각 센싱 영역의 정전 용량은 호버 모드에 비해 현저히 줄어들게 된다. 본 발명에서는 호버 모드에서도 터치 유무가 충분히 감지되도록 다수의 센싱 영역들을 활성화시켜 이들 센싱 영역들의 총합에 의한 정전 용량의 증대를 통해 센싱 능력을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 접촉 터치 및 비접촉 터치 각각에 적합한 터치 구동을 할 수 있는 터치 센싱 장치, 터치 센싱 회로, 데이터 구동회로를 제공할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서들이 표시패널에 내장된 터치센서를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 3은 액정셀의 등가 회로도이다.
도 4는 표시패널과 터치센서의 시분할 구동 방법을 보여 주는 수직 동기 신호의 파형도이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 선택회로를 상세하게 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 제1 선택회로의 상세 구조를 보여주는 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 핑거 모드로의 구동을 위한 파형도이다.
도 9는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 핑거 모드의 구동을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 호버 모드의 구동을 위한 파형도이다.
도 11은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 호버 포드의 구동을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 표시패널을 센싱하기 위한 구동 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 13은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 모드를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 표시장치의 터치 구동 모드에서 사용되는 구동 신호를 나타낸 도면이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 발명에 따른 접촉 터치 구동 모드 및 비접촉 터치 구동 모드 각각에서의 구동신호의 예시도들이다.
도 17은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간, 접촉 터치 구동 구간 및 비접촉 터치 구동 구간으로 시분할 방식으로 진행되는 경우 구동 타이밍도이다.
도 18은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간, 접촉 터치 구동 구간 및 비접촉 터치 구동 구간으로 시분할 방식으로 진행되는 경우, 접촉 터치 구동 구간과 비접촉 터치 구동 구간의 길이 가변 특성을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간 및 터치 구동 구간으로 시분할되고, 터치 구동 구간이 접촉 터치 구동 구간 및 비접촉 터치 구동 구간 중 하나로 진행되는 경우에 대한 구동 타이밍도이다.
도 20은 본 발명에 따른 표시장치의 터치 구동 시 발생하는 기생 캐패시터와 이에 따른 터치 센싱 에러를 개선하기 위한 로드 프리 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명에 따른 터치 센싱 회로가 데이터 구동 회로에 포함된 터치 센싱 장치를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명에 따른 둘 이상의 터치 센싱 회로가 데이터 구동 회로에 포함된 터치 센싱 장치를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 멀티플렉서 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서, 멀티플렉서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 표시장치는 터치 모드를 제공하는데, 터치 모드는 접촉 터치 모드와 비접촉 터치 모드로 크게 나눌 수 있다.

접촉 터치 모드는 표시패널에 직접 접촉하는 터치를 인식하는 모드를 의미하며, 핑거 모드라고도 한다.

비접촉 터치 모드는 표시패널에 직접 접촉하지 않는 터치를 인식하는 모드를 의미하며, 표시패널에 접촉하지 않지만 근접한(proximity) 터치를 인식하는 근접 터치 모드와, 표시패널과 이격된(Hovering) 터치를 인식하는 호버 모드 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다.

이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시장치 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시장치에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

본 발명의 액정표시장치에는 도 1에 도시한 바와 같이, 터치센서들(TS), 즉 터치센서들(TS)은 액정표시패널의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 도 1에서 "PIX"는 픽셀의 화소전극, "GLS1"은 상부기판, "GLS2"는 하부기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.

액정표시패널은 다수의 픽셀들이 배열될 수 있다. 각 픽셀은 R, G, B 서브 픽셀을 포함하거나 R, G, B, W 서브픽셀을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상부기판(GLS1)은 각 픽셀의 서브 픽셀에 대응하는 R, G, B 컬러필터를 포함하거나 R, G, B, W 컬러필터를 포함하는 컬러필터층이 구비될 수 있다.

터치센서(TS)는 각 픽셀 배치되거나 각 서브픽셀에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

각 픽셀에는 각 픽셀을 선택할 수 있는 박막트랜지스터와 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되는 화소전극이 배치될 수 있다.

터치센서(TS)는 터치에 의한 정전 용량 변화를 감지하는 정전 용량 방식 터치센서(TS)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

터치센서(TS)는 상부기판(GLS1)의 상면에 대한 직접적인 터치나 상부기판(GLS1)의 상면에 대한 비접촉(근접 및 이격)인 경우에도 정전 용량의 변화를 감지하여 이와 같이 감지된 결과를 바탕으로 터치 유무가 판단될 수 있다.

여기서, 이격이라 함은 근접보다 상부기판(GLS1)의 상면으로부터 더 멀리 위치된 상태를 의미할 수 있다.

정전 용량 방식의 터치센서들(TS)이 포함된 표시패널은 자기(Self) 정전 용량이나 상호(Mutual) 정전 용량으로 나뉘어진다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이고, 도 3은 액정셀의 등가 회로도이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(10), 표시패널 구동회로, 타이밍 콘트롤러(22) 및 터치 센싱회로(100)를 포함한다.

표시패널(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 터치센서들(TS)이 내장되는 인셀 타입을 갖는 자기 정전 용량 방식의 표시패널일 수 있다.

표시패널(10)은 두 장의 기판들(GLS1, GLS2) 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 기판들은 유리 기판, 플라스틱 기판, 필름기판 등으로 제작될 수 있다. 표시패널(10)의 하부기판(GLS2)에 형성된 픽셀 어레이는 데이터라인들(11), 데이터라인들(11)과 직교되는 게이트라인들(12), 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터라인들(11)과 게이트라인들(12)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 픽셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 화소전극들(1), 화소전극들(1)에 접속되어 픽셀 전압을 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 더 포함한다.

표시패널(10)의 픽셀들은 데이터라인들(11)과 게이트라인들(12)에 의해 정의된 매트릭스로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀(Clc)은 화소전극(1)에 인가되는 데이터전압과, 공통전극(2)에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(12)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(11)으로부터의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극(1)에 공급한다. 공통전극(2)은 하부기판(GLS2)이나 상부기판(GLS1)에 형성될 수 있다.

표시패널(10)의 상부기판(GLS1)에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(10)의 상부기판(GLS1)과 하부기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막(미도시)이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판(GLS1)과 하부기판(GLS2) 사이에는 액정셀(Clc)의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(미도시)가 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

이러한 표시패널(10)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.

표시패널(10)의 배면에는 백라이트 유닛(미도시)이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.

표시패널 구동회로는 데이터 구동회로(24)와 게이트 구동회로(26, 30)를 이용하여 입력 영상의 데이터를 표시패널(10)의 픽셀들에 기입한다.

데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 변환된 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(11)에 공급하고, 데이터전압의 극성을 반전시킨다.

게이트 구동회로(26, 30)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(12)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(10)의 라인을 선택한다.

게이트 구동회로는 레벨 시프터(Level shifter, 26)와, 시프트 레지스터(Shift register, 30)를 포함한다. GIP(Gate in panel) 공정 기술의 발전에 힘입어, 시프트 레지스터(30)는 표시패널(10)의 기판에 직접 형성될 수 있다.

레벨 시프터(26)는 타이밍 콜트롤러(22)와 함께 표시패널(10)의 하부기판(GLS2)에 전기적으로 연결된 인쇄회로보드(Printed Circuit Board, 이하 "PCB"라 함)(20)에 형성될 수 있다. 레벨 시프터(26)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트펄스(VST)와 적어도 하나 이상의 클럭신호들(CLK)을 출력한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 표시패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 이상의 전압으로 설정될 수 있다. 게이트 로우 전압(VGL)은 표시패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정될 수 있다. 레벨 시프터(26)는 타이밍 콘트롤러(22)로부터 입력되는 스타트 펄스(ST), 제1 클럭(GCLK), 제2 클럭(MCLK)에 응답하여 각각 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트 펄스(VST)와 적어도 하나 이상의 클럭신호(CLK)를 출력한다. 레벨 시프터(26)로부터 출력된 적어도 하나 이상의 클럭신호(CLK)은 순차적으로 위상이 시프트되어 표시패널(10)에 형성된 시프트 레지스터(30)로 전송된다.

시프트 레지스터(30)는 픽셀 어레이의 게이트 라인들(12)과 연결되도록 픽셀 어레이가 형성되는 표시패널(10)의 하부기판(GLS2) 가장자리에 배치될 수 있다. 시프트 레지스터(30)는 종속적으로 접속된 다수의 스테이지들을 포함할 수 있다.

시프트 레지스터(30)는 레벨 시프터(26)로부터 입력되는 스타트펄스(VST)에 응답하여 동작하기 시작하고 클럭신호들(CLK)에 응답하여 출력을 시프트하여 표시패널(10)의 게이트라인들(12)에 게이트펄스를 순차적으로 공급한다.

타이밍 콘트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(24)에 공급할 수 있다. 데이터 구동회로(24)는 IC(Integrated Circuit)로 제조되어 칩온보드(chip on board)나 칩온필름(chip on film) 상에 상에 실장될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(24)와 게이트 구동회로(26, 30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생시킬 수 있다. 타이밍 콘트롤러(22) 또는 호스트 시스템은 표시패널 구동회로와 터치 센싱회로(100)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 동기신호(SYNC, 도 4 참조)를 발생한다.

터치 센싱회로(100)는 터치센서들(TS)에 연결된 배선들에 구동 신호를 인가하여 터치 전후의 구동 신호 전압 변화나 구동 신호의 라이징 또는 폴링 에지 지연 시간을 카운트하여 터치(또는 근접) 입력 전후의 정전 용량 변화를 센싱할 수 있다. 터치 센싱회로(100)는 터치센서들(TS)로부터 수신된 전압을 디지털 데이터로 변환하여 터치 원시 데이터(Touch raw data)를 생성하고, 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행하여 터치 원시 데이터를 분석하여 터치(또는 근접) 입력을 검출한다. 터치 센싱회로(100)는 터치(또는 근접) 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 레포트(Touch report) 데이터를 호스트 시스템으로 전송한다.

호스트 시스템은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 이용하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(10)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고 그 데이터와 함께 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(22)에 전송한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 센싱 회로(100)로부터 입력되는 터치 레포트 데이터에 응답하여 터치(또는 근접) 입력과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

터치센서들(TS)가 내장된 표시패널(10)와 터치 센싱회로(100)은 도 4과 같은 방법으로 시분할 구동될 수 있다. 1 프레임 기간은 도 4과 같이, 표시패널 구동기간(T1)과, 터치 구동기간(T2)으로 시분할될 수 있다.

도 4에서 "Vsync"는 타이밍 콘트롤러(22)에 입력되는 제1 수직 동기신호이고, "SYNC"는 터치 센싱회로(100)에 입력되는 제2 수직 동기신호이다. 타이밍 콘트롤러(22)는 1 프레임 기간에서 표시패널 구동기간(T1)과 터치 구동기간(T2)을 정의하기 위하여, 호스트 시스템으로부터 입력되는 제1 수직 동기신호(Vsync)를 변조하여 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생할 수 있다. 다른 실시예로서, 호스트 시스템은 도 4과 같은 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생하고, 타이밍 콘트롤러(22)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 제2 수직 동기신호(SYNC)에 응답하여 표시패널 구동기간(T1)과 터치 구동기간(T2)을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 1 프레임 기간을 표시패널 구동기간(T1)과 터치 구동기간(T2)으로 시분할하여 표시패널 구동회로와 터치 센싱회로(100)의 동작 타이밍을 제어하는 콘트롤러로는 타이밍 콘트롤러(22)와 호스트 시스템 중 어느 하나가 사용될 수 있다.

제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨(low logic level) 구간에서 표시패널 구동기간(T1)이 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨(high logic level) 구간에서 터치 구동기간(T2)이 정의될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨 구간에서 표시패널 구동기간(T1)이 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨 구간에서 터치 구동기간(T2)이 정의될 수도 있다.

표시패널 구동기간(T1) 동안, 표시패널 구동회로는 구동되고 터치 센싱회로(100)는 구동되지 않는다. 표시패널 구동기간(T1) 동안, 데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(11)에 공급하고, 게이트 구동회로(26, 30)는 게이트 펄스를 게이트라인들(12)에 순차적으로 공급한다. 터치 센싱회로(100)는 표시패널 구동기간(T1) 동안, 표시패널(10)의 터치센서들(TS)에 구동신호를 공급하지 않는다.

터치 구동기간(T2) 동안, 표시패널 구동회로는 구동되지 않고 터치 센싱회로(100)가 구동된다. 터치 센싱회로(100)는 터치 구동기간(T2) 내에서 터치센서들(TS)에 구동신호를 인가한다.

센싱 영역들(도 5의 111, 112, 113, 114, 115, 116)은 터치센서들(TS)은 센싱 라인들(도 5의 121, 122, 123, 124, 125, 126)에 연결될 수 있다. 예컨대, 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)은 게이트 라인들(12)에 평행하게 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

각 센싱 영역에 하나의 터치 센서가 형성될 수도 있고 또는 여러 개의 터치 센서가 형성될 수도 있다.

각 센싱 영역은 다수의 픽셀들에 대응될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 터치 센서는 각 픽셀에 형성되거나 여러 픽셀에 하나씩 형성될 수도 있다.

도 1과 같이 터치센서들(TS)가 표시패널(10)에 내장되는 인셀 타입의 터치 표시패널(10)은 터치센서들(TS)이 표시패널 상에 부착되는 방식에 비하여 표시패널의 부하 변동이나 기생 용량 변화에 더 민감하게 영향을 받는다.

이하에서 인셀 타입의 표시패널(10)의 배선 구조와 그 구동 방법을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 선택회로를 상세하게 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 터치 센싱 장치는 도 2에 도시된 표시장치의 일부분일 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 터치 센싱 장치는 인셀 타입의 자기 정전 용량 방식의 표시패널(10)을 포함할 수 있다.

표시패널(10)은 다수의 센싱 영역들(111 내지 116)을 포함할 수 있다. 각 센싱 영역(111 내지 116)은 투명한 도전 물질, 예컨대 ITO로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 각 센싱 영역(111 내지 116)은 예컨대 화소전극(1)과 동일층에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

각 센싱 영역(111 내지 116)은 도 1에 도시된 터치센서(TS)에 연결될 수 있다.

각 센싱 영역(111 내지 116)의 사이즈는 적어도 픽셀 사이즈보다 클 수 있다. 다시 말해, 하나의 센싱 영역의 사이즈는 다수의 픽셀들의 전체 사이즈에 대응될 수 있다. 예컨대, 각 센싱 영역(111 내지 116)은 적어도 3개 이상의 픽셀에 대응될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 적어도 3개 이상의 픽셀 당 하나의 센싱 영역이 정의될 수 있다. 하나의 센싱 영역의 사이즈가 얼마나 많은 픽셀들의 전체 사이즈에 대응하느냐는 실험을 통해 최적화될 수 있다.

센싱 영역(111 내지 116) 각각은 예컨대, 터치 구동기간(T2) 동안 터치전극으로 이용되고, 예컨대 표시패널 구동기간(T1) 동안 공통전극으로 사용될 수 있다.

터치 센싱회로(100)는 표시패널 구동기간(T1) 동안 디스에이블(disable)되고, 터치 구동기간(T2) 동안 인에이블되어, 터치 구동기간(T2) 동안 구동신호(도 12 참조)를 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 경유하여 센싱 영역(11 내지 116)으로 공급할 수 있다.

표시패널 구동기간(T1) 동안 도시하지 않은 공통 전압 발생부로부터 생성된 공통 전압이 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 경유하여 센싱 영역(11 내지 116)으로 공급될 수 있다. 따라서, 센싱 영역(111 내지 116)으로 공급된 공통 전압과 화소 전극(1)으로 공급된 데이터 전압 사이의 전위차에 의한 액정 변위에 의해 표시패널(10) 상에 화상이 표시될 수 있다.

터치 구동기간(T2) 동안 센싱 영역(111 내지 116)으로 터치 센싱회로(100)로부터 생성된 구동신호(S1 내지 S4, 도 12 참조)가 공급될 수 있다. 이에 따라 해당 센싱 영역(111 내지 116)이 활성화되고, 사용자로부터 해당 센싱 영역(111 내지 116)에 대한 터치가 입력되는 경우, 해당 센싱 영역(111 내지 116)에 연결된 정전 용량이 변화되고 이와 같이 변화된 정전 용량이 상기 구동 신호(S1 내지 S4)에 반영된 센싱 신호가 검출되어 터치 센싱회로(100)로 제공될 수 있다.

적어도 하나의 터치센서(TS)를 포함하는 센싱 영역은 대응하는 센싱 라인에 전기적으로 연결될 수 있다.

도 12에 도시한 바와 같은 구동 신호(S1 내지 S4)가 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 경유하여 센싱 영역들(111 내지 116)으로 공급되며, 사용자에 의한 센싱 영역들(111 내지 116)의 터치 유무에 따른 정전 용량의 변화가 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 경유하여 터치 센싱회로(100)로 제공되어, 터치 감지가 가능할 수 있다.

다수의 센싱 영역들(111 내지 116)은 다수의 센싱 영역 블록들(170, 180, 190)에 의해 구분될 수 있다. 예컨대, 센싱 라인들(121, 122, 123, 124, 125, 126)의 길이 방향을 따라 배열된 다수의 센싱 영역들(111 내지 116)이 하나의 센싱 영역 블록으로 정의될 수 있다.

이러한 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제6 센싱 영역 블록들(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b)이 제공될 수 있다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 6개의 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b)과 각 센싱 영역 블록당 4개의 센싱 영역이 포함되는 것으로 도시되고 있지만, 본 발명은 6개 이상의 센싱 영역 블록과 각 센싱 영역 블록당 4개 이상의 센싱 영역이 포함될 수도 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제1 센싱 블록 영역(170a)에 4개의 센싱 영역(111a, 111b, 111c, 111d)이 포함되고, 각 센싱 영역(111a, 111b, 111c, 111d)은 대응하는 센싱 라인(121a, 121b, 121c, 121d)에 연결될 수 있다.

한편, 터치 센싱회로(100)는 센싱신호 검출부(104)와 선택회로(102)를 포함할 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는 표시패널(10) 상의 각 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b) 또는 각 센싱 영역(111 내지 116)으로 도 12에 도시한 구동 신호(S1 내지 S4)를 공급하는 한편, 각 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b) 또는 각 센싱 영역(111 내지 116)으로부터 센싱된 센싱 신호를 입력받을 수 있다.

선택회로(102)는 각 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b)에 포함된 다수의 센싱 영역(111 내지 116)을 순차적으로 선택하거나 각 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a, 170b 180b, 190b)에 포함된 다수의 센싱 영역(111 내지 116) 중 적어도 둘 이상의 센싱 영역을 동시에 선택할 수 있다.

예컨대, 핑거 모드인 경우, 선택회로(102)는 터치 구동기간(T2)의 제1 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제1 센싱 영역(111a)을 선택하고, 제2 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제2 센싱 영역(111b)을 선택할 수 있다. 이어서, 선택회로(102)는 제3 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제3 센싱 영역(111c)을 선택하고, 제4 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제4 센싱 영역(111d)을 선택할 수 있다. 제1 센싱 영역 블록(170a) 내의 모든 센싱 영역(111a, 111b, 111c, 111d)이 순차적으로 선택된 후 이어서 제2 센싱 영역 블록(180a) 내에 포함된 모든 센싱 영역(112a, 112b, 112c, 112d)이 순차적으로 선택될 수 있다. 이와 같은 방식으로 제3 내지 제6 센싱 영역 블록(190a, 170b, 180b, 190b) 내에 포함된 모든 센싱 영역들(113a 내지 113d, 114a 내지 114d, 115a 내지 115d, 116a 내지 116d)이 선택회로(102)에 의해 순차적으로 선택될 수 있다.

선택회로(102)에 의해 선택된 기간 동안 해당 센싱 영역에서의 센싱 신호가 검출되어 센싱신호 검출부(104)로 제공될 수 있다.

예컨대, 호버 모드인 경우, 선택회로(102)는 터치 구동기간(T2)제1 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제1 및 제2 센싱 영역(111a, 111b), 제2 센싱 영역 블록(180a)에 포함된 제1 및 제2 센싱 영역(112a, 112b) 그리고 제3 센싱 영역 블록(190a)에 포함된 제1 및 제2 센싱 영역(113a, 113b)을 선택할 수 있다. 이어서, 선택회로(102)는 제2 기간 동안 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제3 및 제4 센싱 영역(111c, 111d), 제2 센싱 영역 블록(180a)에 포함된 제3 및 제4 센싱 영역(112c, 112d) 그리고 제3 센싱 영역 블록(190a)에 포함된 제3 및 제4 센싱 영역(113c, 113d)을 선택할 수 있다. 이와 같은 방식으로 제4 내지 제6 센싱 블록 영역(170b, 180b, 190b)에 포함된 다수의 센싱 영역들(114a 내지 114d, 115a 내지 115d, 116a 내지 116d)이 선택회로(102)에 의해 선택될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 센싱신호 검출부(104)는 제1 및 제2 센싱신호 검출부(104a, 104b)를 포함할 수 있다. 선택회로(102)는 제1 및 제2 선택회로(102a, 102b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 선택회로(102a, 102b) 각각은 예컨대 멀티플렉서(multiplexer)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

설명의 편의를 위해 센싱신호 검출부(104)와 선택회로(102) 각각은 2개씩 구비되고 있지만, 2개 이상의 센싱 신호 검출부와 2개 이상의 선택회로가 구비될 수도 있다.

센싱신호 검출부(104)의 출력 핀(pin) 수를 줄이기 위하여, 센싱신호 검출부(104)와 표시패널(10) 사이에 제1및 제2 선택회로(102a, 102b)가 설치될 수 있다.

제1및 제2 선택회로(102a, 102b) 각각이 1:N(N은 2 이상 n 보다 작은 양의 정수, n은 3 이상의 양의 정수) 멀티플렉서로서, 센싱신호 검출부(104)의 핀 수를 1/N 만큼 줄일 수 있다.

제1 센싱신호 검출부(104a)의 출력단은 제1 선택회로(102a)의 입력단에 연결될 수 있다. 제2 센싱신호 검출부(104b)의 출력단은 제2 선택회로(102b)의 입력단에 연결될 수 있다.

제1 센싱신호 검출부(104a)와 제1 선택회로(102a) 사이에 예컨대 제1 내지 제4 출력라인(131a, 131b, 131c, 131d)이 배치되고 제2 센싱신호 검출부와 제2 선택회로(102b) 사이에 제1 내지 제4 출력라인(132a, 132b, 132c, 132d)이 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 출력라인(131a, 131b, 131c, 131d)의 일단은 제1 센싱신호 검출부(104a)의 출력단에 연결되고 제1 내지 제4 출력라인(131a, 131b, 131c, 131d)의 타단은 제1 선택회로(102a)의 입력단에 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 출력라인(132a, 132b, 132c, 132d)의 일단은 제2 센싱신호 검출부의 출력단에 연결되고 제1 내지 제4 출력라인(132a, 132b, 132c, 132d)의 타단은 제2 선택회로(102b)의 입력단에 연결될 수 있다.

제1 선택회로(102a)의 출력단은 제1 내지 제3 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a)에 포함된 센싱 라인들(121a 내지 121d, 122a 내지 122d, 123a 내지 123d)에 연결되고, 제2 선택회로(102b)의 출력단은 제4 내지 제6 센싱 영역 블록(170b, 180b, 190b)에 포함된 센싱 라인들(124a 내지 124d, 125a 내지 125d, 126 내지 126d)에 연결될 수 있다.

예컨대, 핑거 모드인 경우, 제1 선택회로(102a)의 입력단에 연결된 제1 내지 제4 출력라인(131a, 131b, 131c, 131d)은 제1 선택회로(102a)의 출력단에 연결된 제1 센싱 영역 블록(170a)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(121a 내지 121d), 제2 센싱 영역 블록(180a)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(122a 내지 122d) 또는 제3 센싱 영역 블록(190a)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(123a 내지 123d)에 1:1로 순차적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 핑거 모드인 경우, 제2 선택회로(102b)의 입력단에 연결된 제1 내지 제4 출력라인(132a, 132b, 132c, 132d)은 제2 선택회로(102b)의 출력단에 연결된 제4 센싱 영역 블록(170b)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(124a 내지 124d), 제5 센싱 영역 블록(180b)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(125a 내지 125d) 또는 제6 센싱 영역 블록(190b)에 포함된 제1 내지 제4 센싱 라인들(126a 내지 126d)에 1:1로 순차적으로 연결될 수 있다.

예컨대, 호버 모드인 경우, 제1 선택회로(102a)의 입력단에 연결된 제1 출력라인(131a)은 제1 선택회로(102a)의 출력단에 연결된 제1 내지 제3 센싱 영역 블록들(170a, 180a, 190a) 각각에 포함된 제1 센싱 라인(121, 122a, 123a)에 동시에 연결되고 제1 선택회로(102a)의 입력단에 연결된 제2 출력라인(131b)은 제1 선택회로(102a)의 출력단에 연결된 제1 내지 제3 센싱 영역 블록들(170a, 180a, 190a) 각각에 포함된 제2 센싱 라인(121b, 122b, 123b)에 동시에 연결될 수 있다. 예컨대, 호버 모드인 경우, 제2 선택회로(102b)의 입력단에 연결된 제1 출력라인(132a)은 제2 선택회로(102b)의 출력단에 연결된 제4 내지 제6 센싱 영역 블록들(170b, 180b, 190b) 각각에 포함된 제1 센싱 라인(124a, 125a, 126a)에 동시에 연결되고 제2 선택회로(102b)의 입력단에 연결된 제2 출력라인(132b)은 제2 선택회로(102b)의 출력단에 연결된 제4 내지 제6 센싱 영역 블록들(170b, 180b, 190b) 각각에 포함된 제2 센싱 라인(124b, 125b, 126b)에 동시에 연결될 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제1 선택회로(102a)는 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160)을 포함할 수 있다.

예컨대, 제1 스위치 그룹(140)의 출력단은 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(121a 내지 121d)에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 스위치 그룹(150)의 출력단은 제2 센싱 영역 블록(180a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(122a 내지 122d)에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 스위치 그룹(160)의 출력단은 제3 센싱 영역 블록(190a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(123a 내지 123d)에 연결될 수 있다.

예컨대, 제1 스위치 그룹(140)은 제1 센싱신호 검출부(104a)의 출력단에 연결된 제1 내지 제4 출력라인들(131a, 131b, 131c, 131d) 각각을 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(121a 내지 121d)에 연결시켜줄 수 있다.

예컨대, 제2 스위치 그룹(150)은 제1 센싱신호 검출부(104a)의 출력단에 연결된 제1 내지 제4 출력라인들(131a, 131b, 131c, 131d) 각각을 제2 센싱 영역 블록(180a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(122a 내지 122d)에 연결시켜 줄 수 있.

예컨대, 제2 스위치 그룹(160)은 제1 센싱신호 검출부(104a)의 출력단에 연결된 제1 내지 제4 출력라인들(131a, 131b, 131c, 131d) 각각을 제3 센싱 영역 블록(190a)의 제1 내지 제4 센싱 라인들(123a 내지 123d)에 연결시켜 줄 수 있다.

예컨대, 제1 스위치 그룹(140)은 제1 내지 제4 스위치(142, 144, 146, 148)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 스위치(142, 144, 146, 148)는 반도체 트랜지스터일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 스위치(142)는 제1 출력라인(131a)과 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제1 센싱 라인(121a) 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(144)는 제2 출력라인(131b)과 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제2 센싱 라인(121b) 사이에 연결될 수 있다. 제3 스위치(146)는 제3 출력라인(131c)과 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제3 센싱 라인(121c) 사이에 연결될 수 있다. 제4 스위치(148)는 제4 출력라인(131d)과 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제4 센싱 라인(121d) 사이에 연결될 수 있다.

마찬가지로, 제2 스위치 그룹(150)은 제1 내지 제4 스위치(152, 154, 156, 158)을 포함하고, 제3 스위치 그룹(160)은 제1 내지 제4 스위치(162, 164, 166, 168)를 포함할 수 있다.

한편, 도시되지 않았지만, 제2 선택회로(102b) 또한 제1 선택회로(102a)의 상세 구조와 실질적으로 동일하므로, 제2 선택회로(102b)의 상세 구조는 제1 선택회로(102a)로부터 용이하게 이해될 수 있으므로, 제2 선택회로(102b)의 상세 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이상과 같이 구성된 선택회로(102)를 포함한 터치 센싱 장치는 핑거 모드와 호버 모드에 따라 서로 상이하게 구동될 수 있다. 핑거 모드인 경우 선택회로(102)는 도 8에 도시된 선택신호(S11, S21, S31, S41)에 의해 구동되고, 호버 모드인 경우 선택회로(102)는 도 10에 도시된 선택신호(S12, S22)에 의해 구동될 수 있다. 도 8 및 도 10에 도시된 선택신호는 하나의 예에 불과하며, 다양한 변형 예가 가능할 수 있다.

<핑거 모드 구동>

도 5 내지 도 9을 참고하여 터치 센싱 장치에서 핑거 모드에서의 구동 방법을 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 핑거 모드로의 구동을 위한 파형도이고, 도 9는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 핑거 모드의 구동을 설명하는 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 선택신호(S11, S21, S31, S41)가 제1 선택회로(102a)로 공급될 수 있다. 구체적으로, 제1 선택신호(S11)는 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제1 스위치(142, 152, 162)로 공급되어 이 제1 선택신호(S11)에 응답하여 제 1스위치(142, 152, 162)가 스위칭 제어될 수 있다. 제2 선택신호(S21)는 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제2 스위치(144, 154, 164)로 공급되어 이 제2 선택신호(S21)에 응답하여 제2 스위치(144, 154, 164)가 스위칭 제어될 수 있다. 제3 선택신호(S31)는 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제3 스위치(146, 156, 166)로 공급되어 이 제3 선택신호(S31)에 응답하여 제3 스위치(146, 156, 166)가 스위칭 제어될 수 있다. 제4 선택신호(S41)는 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제4 스위치(148, 158, 168)로 공급되어 이 제4 선택신호(S41)에 응답하여 제4 스위치(148, 158, 168)가 스위칭 제어될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 제1 선택신호(S11)는 하이 레벨을 갖는 제1 내지 제3 펄스(P11, P12, P13)를 포함할 수 있다. 제1 펄스(P11)는 제1 스위치 그룹(140)의 제1 스위치(142)로 공급되고, 제2 펄스(P12)는 제2 스위치 그룹(150)의 제1 스위치(152)로 공급되며, 제3 펄스(13)는 제2 스위치 그룹(160)의 제1 스위치(162)로 공급될 수 있다.

제2 선택신호(S21)는 하이 레벨을 갖는 제1 내지 제3 펄스(P21, P22, P23)를 포함할 수 있다. 제1 펄스(P21)는 제1 스위치 그룹(140)의 제2 스위치(144)로 공급되고, 제2 펄스(P22)는 제2 스위치 그룹(150)의 제2 스위치(154)로 공급되며, 제3 펄스(P23)는 제2 스위치 그룹(160)의 제2 스위치(164)로 공급될 수 있다.

제3 선택신호(S31)는 하이 레벨을 갖는 제1 내지 제3 펄스(P31, P32, P33)를 포함할 수 있다. 제1 펄스(P31)는 제1 스위치 그룹(140)의 제3 스위치(146)로 공급되고, 제2 펄스(P32)는 제2 스위치 그룹(150)의 제3 스위치(156)로 공급되며, 제3 펄스(P33)는 제2 스위치 그룹(160)의 제3 스위치(166)로 공급될 수 있다.

제4 선택신호(S41)는 하이 레벨을 갖는 제1 내지 제3 펄스(P41, P42, P43)를 포함할 수 있다. 제1 펄스(P41)는 제1 스위치 그룹(140)의 제4 스위치(148)로 공급되고, 제2 펄스(P42)는 제2 스위치 그룹(150)의 제4 스위치(158)로 공급되며, 제3 펄스(P43)는 제4 스위치 그룹의 제4 스위치(168)로 공급될 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제1 선택신호(S11)의 제1 펄스(P11), 제2 선택신호(S21)의 제1 펄스(P21), 제3 선택신호(S31)의 제1 펄스(P31) 및 제4 선택신호(S41)의 제1 펄스(P41)는 순차적으로 생성되고, 이와 같이 순차적으로 생성된 제1 선택신호(S11)의 제1 펄스(P11), 제2 선택신호(S21)의 제1 펄스(P21), 제3 선택신호(S31)의 제1 펄스(P31) 및 제4 선택신호(S41)의 제1 펄스(P41)에 의해 제1 스위치 그룹(140) 내의 제1 내지 제4 스위치(142, 144, 146, 148)가 순차적으로 턴온될 수 있다.

제1 선택신호(S11)의 제2 펄스(P12), 제2 선택신호(S21)의 제2 펄스(P22), 제3 선택신호(S31)의 제2 펄스(P32) 및 제4 선택신호(S41)의 제2 펄스(P42)는 순차적으로 생성되고, 이와 같이 순차적으로 생성된 제1 선택신호(S11)의 제2 펄스(P12), 제2 선택신호(S21)의 제2 펄스(P22), 제3 선택신호(S31)의 제2 펄스(P32) 및 제4 선택신호(S41)의 제2 펄스(P42)에 의해 제2 스위치 그룹(150) 내의 제1 내지 제4 스위치(152, 154, 156, 158)가 턴온될 수 있다.

제1 선택신호(S11)의 제3 펄스(P13), 제2 선택신호(S21)의 제3 펄스(P23), 제3 선택신호(S31)의 제3 펄스(P33) 및 제4 선택신호(S41)의 제3 펄스(P43)는 순차적으로 생성되고, 이와 같이 순차적으로 생성된 제1 선택신호(S11)의 제3 펄스(P13), 제2 선택신호(S21)의 제3 펄스(P23), 제3 선택신호(S31)의 제3 펄스(P33) 및 제4 선택신호(S41)의 제4 펄스(P43)에 의해 제2 스위치 그룹(160) 내의 제1 내지 제4 스위치(162, 164, 166, 168)가 턴온될 수 있다.

도 9a에 도시한 바와 같이, 제1 선택신호(S11)의 제1 펄스(P11)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제1 스위치(142)가 턴온되고, 도 12에 도시된 제1 구동신호(S1)가 제1 스위치 그룹(140)의 제1 스위치(142) 및 제1 센싱 라인(121a)을 경유하여 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제1 센싱 영역(111a)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제1 센싱 영역(111a)이 활성화되고, 제1 센싱 영역(111a)에 대한 사용자의 터치 입력에 대한 정전 용량의 변화를 반영한 센싱 신호가 제1 센싱 라인(121a) 및 제1 스위치(142)를 경유하여 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다. 이때, 제2 내지 제4 스위치(144, 146, 148)은 턴오프된다.

도 9b에 도시한 바와 같이, 제2 선택신호(S21)의 제1 펄스(P21)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제2 스위치(144)가 턴온되고, 도 12에 도시된 제2 구동신호(S2)가 제1 스위치 그룹(140)의 제2 스위치(144) 및 제2 센싱 라인(121b)을 경유하여 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제2 센싱 영역(111b)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제2 센싱 영역(111b)이 활성화되고, 제2 센싱 영역(111b)에 대한 사용자의 터치 입력에 대한 정전 용량의 변화를 반영한 센싱 신호가 제2 센싱 라인(121b) 및 제2 스위치(144)를 경유하여 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다. 이때, 제1, 제3 및 제4 스위치(142, 146, 148)는 턴오프된다.

도 9c에 도시한 바와 같이, 제3 선택신호(S31)의 제1 펄스(P31)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제3 스위치(146)가 턴온되고, 도 12에 도시된 제3 구동신호(S3)가 제1 스위치 그룹(140)의 제3 스위치(146) 및 제3 센싱 라인(121c)을 경유하여 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제3 센싱 영역(111c)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제3 센싱 영역(111c)이 활성화되고, 제3 센싱 영역(111c)에 대한 사용자의 터치 입력에 대한 정전 용량의 변화를 반영한 센싱 신호가 제3 센싱 라인(121c) 및 제3 스위치(146)를 경유하여 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다. 이때, 제1, 제2 및 제4 스위치(142, 144, 148)는 턴오프된다.

도 9d에 도시한 바와 같이, 제4 선택신호(S41)의 제1 펄스(P41)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제4 스위치(148)가 턴온되고, 도 12에 도시된 제4 구동신호(S4)가 제1 스위치 그룹(140)의 제4 스위치(148) 및 제4 센싱 라인(121d)을 경유하여 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제4 센싱 영역(111d)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 영역 블록(170a)의 제4 센싱 영역(111d)이 활성화되고, 제4 센싱 영역(111d)에 대한 사용자의 터치 입력에 대한 정전 용량의 변화를 반영한 센싱 신호가 제4 센싱 라인(121d) 및 제4 스위치(148)를 경유하여 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 스위치(142, 144, 146)는 턴오프된다.

도시되지 않았지만, 제1 선택신호(S11)의 제2 펄스(P12), 제2 선택신호(S21)의 제2 펄스(P22), 제3 선택신호(S31)의 제2 펄스(P32) 및 제4 선택신호(S41)의 제2 펄스(P42)가 순차적으로 공급되어 제2 스위치 그룹(150)의 제1 내지 제4 스위치(152, 154, 156, 158)가 순차적으로 턴온되며, 이에 따라 제2 센싱 영역 블록(180a)의 제1 내지 제4 센싱 영역(112a 내지 112d)에 대한 사용자의 터치 여부를 반영한 센싱 신호가 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다.

도시되지 않았지만, 제1 선택신호(S11)의 제3 펄스(P13), 제2 선택신호(S21)의 제3 펄스(P23), 제3 선택신호(S31)의 제3 펄스(P33) 및 제4 선택신호(S41)의 제4 펄스(P43)가 순차적으로 공급되어 제2 스위치 그룹(160)의 제1 내지 제4 스위치(162, 164, 166, 168)가 순차적으로 턴온되며, 이에 따라 제3 센싱 영역 블록(190a)의 제1 내지 제4 센싱 영역(113a 내지 113d)에 대한 사용자의 터치 여부를 반영한 센싱 신호가 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다.

도시되지 않았지만, 도 8에 도시된 선택신호(S11, S21, S31, S41)가 제2 선택회로(102b)에도 공급될 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 선택신호(S11, S21, S31, S41)에 의해 제2 선택회로(102b) 또한 위에 상술한 제1 선택회로(102a)의 선택 구동과 동일한 방식으로 선택 구동될 수 있다.

이상과 같이, 핑거 모드에서는 각 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a) 내의 다수의 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)이 순차적으로 활성화될 수 있다. 핑거 모드에서는 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)에 사용자로부터의 직접적인 접촉이 이루어지므로, 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)과 사용자의 손가락 사이의 거리가 제로가 된다. 이에 따라, 각 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)의 정전 용량은 충분히 크므로, 각 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및13a 내지 113d)을 통해서는 충분히 사용자의 터치 유무가 검출될 수 있다.

<호버 모드 구동>

도 5 내지 도 7, 도 10 및 도 11을 참고하여 터치 센싱 장치에서 호버 모드에서의 구동 방법을 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 호버 모드의 구동을 위한 파형도이고, 도 11은 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 호버 포드의 구동을 설명하는 도면이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 2개의 선택신호(S12, S22)가 순차적으로 생성되어, 이 두 개의 선택신호(S12, S22)에 의해 제1 선택회로(102a)에 포함된 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160)의 제1 내지 제4 스위치(142~148, 152~158, 162~168)가 스위칭 제어될 수 있다.

예컨대, 제1 선택신호(S12)는 제1 스위치 그룹(140)의 제1 및 제2 스위치(142, 144), 제2 스위치 그룹(150)의 제1 및 제2 스위치(152, 154) 그리고 제2 스위치 그룹(160)의 제1 및 제2 스위치(162, 164)로 동시에 공급되어 제1 스위치 그룹(140)의 제1 및 제2 스위치(142, 144), 제2 스위치 그룹(150)의 제1 및 제2 스위치(152, 154) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제1 및 제2 스위치(162, 164)가 동시에 스위칭 제어될 수 있다. 제2 선택신호(S22)는 제1 스위치 그룹(140)의 제3 및 제4 스위치(146, 148), 제2 스위치 그룹(150)의 제3 및 제4 스위치(156, 158) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제3 및 제4 스위치(166, 168)로 동시에 공급되어 제1 스위치 그룹(140)의 제3 및 제4 스위치(146, 148), 제2 스위치 그룹(150)의 제3 및 제4 스위치(156, 158) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제3 및 제4 스위치(166, 168)가 동시에 스위칭 제어될 수 있다.

도 11a에 도시한 바와 같이, 제1 선택신호(S12)가 제1 선택회로(102a)의 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160)으로 동시에 공급될 수 있다. 제1 선택신호(S12)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제1 및 제2 스위치(142, 144), 제2 스위치 그룹(150)의 제1 및 제2 스위치(152, 154) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제1 및 제2 스위치(162, 164)가 동시에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 도 12에 도시된 제1 및 제2 구동신호(S1, S2)가 제1 스위치 그룹(140)의 제1 및 제2 스위치(142, 144), 제2 스위치 그룹(150)의 제1 및 제2 스위치(152, 154) 및 제3 스위치 그룹(160)의 제1 및 제2 스위치(162, 164)를 경유하여 제1 내지 제3 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a) 각각의 제1 및 제2 센싱 영역(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)으로 공급될 수 있다. 이러한 경우, 제1 스위치 그룹(140)의 제1 및 제2 스위치(142, 144), 제2 스위치 그룹(150)의 제1 및 제2 스위치(152, 154) 및 제3 스위치 그룹(160)의 제1 및 제2 스위치(162, 164)를 경유하여 제1 내지 제3 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a) 각각의 제1 및 제2 센싱 영역(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)이 동시에 활성화된 제1 호버 활성화 블록(200a)이 정의될 수 있다. 제1 호버 활성화 블록(200a)은 6개의 센싱 영역이 활성화되고, 이에 따라 각 센싱 영역에 연결된 정전 용량의 전체 용량이 누적되게 되어 단일 센싱 영역의 정전 용량의 6배의 정전 용량을 가지게 되어, 센싱 감도 또한 6배 증가되므로 사용자가 표시패널(10)에 직접 접촉하지 않는 호버 모드에서도 사용자의 터치 유무를 용이하게 검출할 수 있다.

제1 호버 활성화 블록(200a)의 향상된 터치 감도를 바탕으로 호버 모드에서의 사용자의 간접적인 터치 유무를 반영한 센싱 신호가 제1 센싱신호 검출부(104a)로 공급될 수 있다.

도 11b에 도시한 바와 같이, 제2 선택신호(S22)가 제1 선택회로(102a)의 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160)으로 동시에 공급될 수 있다. 제2 선택신호(S22)에 응답하여 제1 스위치 그룹(140)의 제3 및 제4 스위치(146, 148), 제2 스위치 그룹(150)의 제3 및 제4 스위치(156, 158) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제3 및 제4 스위치(166, 168)가 동시에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 제3 및 제3 구동신호(S3, S4)가 제1 스위치 그룹(140)의 제3 및 제4 스위치(146, 148), 제2 스위치 그룹(150)의 제3 및 제4 스위치(156, 158) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제3 및 제4 스위치(166, 168)를 경유하여 제1 내지 제3 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a) 각각의 제3 및 제4 센싱 영역(111c, 111d, 112c, 112d, 113c, 113d)으로 공급될 수 있다. 이러한 경우, 제1 스위치 그룹(140)의 제3 및 제4 스위치(146, 148), 제2 스위치 그룹(150)의 제3 및 제4 스위치(156, 158) 그리고 제3 스위치 그룹(160)의 제3 및 제4 스위치(166, 168)를 경유하여 제1 내지 제3 센싱 영역 블록(170a, 180a, 190a) 각각의 제3 및 제4 센싱 영역(111c, 111d, 112c, 112d, 113c, 113d)이 동시에 활성화된 제2 호버 활성화 블록(200b)이 정의될 수 있다. 제2 호버 활성화 블록(200b)은 6개의 센싱 영역이 활성화되고, 이에 따라 각 센싱 영역에 연결된 정전 용량의 전체 용량이 누적되게 되어 단일 센싱 영역의 정전 용량의 6배의 정전 용량을 가지게 되어, 센싱 감도 또한 6배 증가되므로 사용자가 표시패널(10)에 직접 접촉하지 않는 호버 모드에서도 사용자의 터치 유무를 용이하게 검출할 수 있다.

각 호버 활성화 블록(200a, 200b)은 동시에 활성화된 적어도 2개 이상의 센싱 영역일 수 있다.

도시되지 않았지만, 각 호버 활성화 블록(200a, 200b)이 제1 센싱 영역 블록(170a)으로 정의될 수도 있다. 예컨대, 제1 센싱 영역 블록(170a) 내의 제1 내지 제4 센싱 영역(111a 내지 111d)이 제1 호버 활성화 블록으로 정의되어 동시에 활성화될 수 있다. 이어서, 제2 센싱 영역 블록(180a) 내의 제1 내지 제4 센싱 영역(112a 내지 112d)이 제2 호버 활성화 블록으로 정의되어 동시에 활성화될 수 있다. 이어서, 제3 센싱 영역 블록(190a) 내의 제1 내지 제4 센싱 영역(113a 내지 113d)이 제3 호버 활성화 블록으로 정의되어 동시에 활성화될 수 있다.

도시되지 않았지만, 도 11a 및 도 11b에 도시된 제1 선택회로(102a)의 구동에 의한 호버 모드 구동 방식이 제2 선택회로(102b)의 구동에 의한 호버 구동 방식에 그대로 적용될 수 있다.

도시되지 않았지만, 도 10과 달리 4개의 선택신호가 순차적으로 생성되되, 제1 선택신호에 의해 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제1 스위치(142, 152, 162)가 동시에 턴온되어, 구동 신호가 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제1 스위치(142, 152, 162) 및 대응하는 센싱 라인(121a, 122a, 123a)을 경유하여 제1 센싱 영역(111a, 112a, 113a)가 동시에 활성화될 수 있다. 제2 선택신호에 의해 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제2 스위치(144, 154, 164)가 동시에 턴온되어, 구동 신호가 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제2 스위치(144, 154, 164) 및 대응하는 센싱 라인(121b, 122b, 123b)을 경유하여 제2 센싱 영역(111b, 112b, 113b)가 동시에 활성화될 수 있다. 제3 선택신호에 의해 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제3 스위치(146, 156, 166)가 동시에 턴온되어, 구동 신호가 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제3 스위치(146, 156, 166) 및 대응하는 센싱 라인(121c, 122c, 123c)을 경유하여 제3 센싱 영역(111c, 112c, 113c)가 동시에 활성화될 수 있다. 제4 선택신호에 의해 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제4 스위치(148, 158, 168)가 동시에 턴온되어, 구동 신호가 제1 내지 제3 스위치 그룹(140, 150, 160) 각각의 제4 스위치(148, 158, 168) 및 대응하는 센싱 라인(121d, 122d, 123d)을 경유하여 제4 센싱 영역(111d, 112d, 113d)가 동시에 활성화될 수 있다.

상술한 호버 모드에서는 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)으로부터 사용자의 손가락이 접촉되지 않고 일정 거리를 유지한 상태에서 터치 유무가 검출된다. 이러한 경우, 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)과 사용자의 손가락 사이의 거리가 멀어짐에 따라 각 센싱 영역(111a 내지 111d, 112a 내지 112d 및113a 내지 113d)의 정전 용량은 호버 모드에 비해 현저히 줄어들게 된다. 본 발명에서는 호버 모드에서도 터치 유무가 충분히 감지되도록 다수의 센싱 영역들을 활성화시켜 이들 센싱 영역들의 총합에 의한 정전 용량의 증대를 통해 센싱 능력을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 핑거 모드와 센싱 모드 모두를 구동 가능하도록 함으로써, 사용자에 의한 직접적인 터치뿐만 아니라 간접적인 터치, 즉 비접촉 터치에서도 터치 검출이 가능하여, 터치 센싱 장치의 활용 범위를 확장시킬 수 있다.

아래에서는, 이상에서 전술한 터치 구동 방식에 대하여 간략하게 다시 설명하고, 접촉 터치 구동 및 비접촉 터치 구동을 위한 구동신호에 대한 예들을 설명하며, 불필요한 기생 캐패시턴스(Parasitic Capacitance)의 발생으로 인해 터치 센싱 정확도가 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 불필요한 기생 캐패시턴스를 제거하여 터치 센싱 정확도를 향상시키기 위한 로드 프리 구동(Load Free Driving) 방식을 설명한다.

본 발명에서 터치 모드는, 접촉 터치 모드와 비접촉 터치 모드로 크게 나눌 수 있다.

접촉 터치 모드는 표시패널에 직접 접촉하는 터치를 인식하는 모드를 의미하며, 핑거 모드라고도 한다.

비접촉 터치 모드는 표시패널에 직접 접촉하지 않는 터치를 인식하는 모드를 의미하며, 표시패널에 접촉하지 않지만 근접한(proximity) 터치를 인식하는 근접 터치 모드와, 표시패널과 이격된(Hovering) 터치를 인식하는 호버 모드 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 장치는, 다수의 터치센서(TS)를 포함하는 표시패널(10)과, 다수의 터치센서(TS)를 구동하여 터치를 센싱하는 터치 센싱 회로(100) 등을 포함한다.

터치 센싱 회로(100)는, 다수의 터치센서(TS)로 터치 인지를 위한 구동신호를 공급하고, 다수의 터치센서(TS)를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부(104)와, 접촉 터치 구동인 경우와 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해주는 선택회로(102) 등을 포함할 수 있다.

선택회로(102)는, 접촉 터치 구동인 경우인 경우, 다수의 터치센서(TS)를 순차적으로 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.

선택회로(102)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 다수의 터치센서(TS) 중 둘 이상의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 동시에 전기적으로 연결해줄 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는 하나 이상의 검출부를 포함할 수 있다.

선택회로(102)는 하나 이상의 검출부에 대응되어 연결되는 하나 이상의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.

하나 이상의 멀티플렉서 각각은 다수의 스위치 그룹을 포함할 수 있다.

다수의 스위치 그룹 각각은 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되는 다수의 스위치를 포함할 수 있다.

다수의 스위치는, 센싱신호 검출부(104)에 연결되는 다수의 출력라인과 다수의 터치센서(TS)에 연결되는 다수의 센싱 라인을 연결해줄 수 있다.

다수의 스위치 각각은, 선택신호에 응답하여 해당 출력라인과 해당 센싱 라인을 선택적으로 연결해줄 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는, 접촉 터치(핑거 모드로 인식되는 터치)인 경우, 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서에 포함된 모든 스위치가 순차적으로 하나씩 턴-온 됨에 따라, 임의의 한 타이밍에 연결된 하나의 터치센서(TS)로 구동신호를 공급할 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는, 비접촉 터치(예: 호버 모드로 인식되는 터치)인 경우, 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서에 포함된 모든 스위치가 둘 이상씩 함께 턴-온 됨에 따라, 임의의 한 타이밍에 함께 연결된 둘 이상의 터치센서(TS) 모두로 구동신호를 공급할 수 있다.

선택회로(102)는, 접촉 터치 구동인 경우, 한 시점에 1개의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 연결해줄 수 있고, 비접촉 터치 구동인 경우, 한 시점에 2개 이상의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 함께 연결해줄 수 있다.

선택회로(102)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 센싱신호 검출부(104)에 함께 연결되는 터치센서(TS)의 개수를 이벤트 발생에 따라 적응적으로 변경할 수 있다. 여기서, 이벤트는, 사용자 설정 입력에 의해 발생할 수 있으며, 또는 바접촉 터치 구동에 따른 센싱 정확도 및 터치 구동 효율을 향상시키기 위해 자동적으로 터치센서 개수가 많아지거나 작아지도록 하는 제어신호에 의해 발생할 수도 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 다수의 터치센서(TS)에 인가될 구동 신호를 순차적으로 출력하고, 다수의 터치센서(TS)를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부(104)와, 접촉 터치 구동인 경우와 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해주는 선택회로(102) 등을 포함할 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에, 하나의 터치센서(TS)에 인가될 구동 신호를 출력할 수 있다.

센싱신호 검출부(104)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에, 둘 이상의 터치센서(TS)에 인가될 구동 신호를 출력할 수 있다.

선택회로(102)는, 접촉 터치 구동인 경우, 다수의 터치센서(TS)를 하나씩 순차적으로 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.

선택회로(102)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 다수의 터치센서(TS)를 둘 이상씩 순차적으로 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.

선택회로(102)는, 접촉 터치 구동인 경우와 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치센서(TS)를 센싱신호 검출부(104)에 전기적으로 연결해주기 위한 적어도 하나의 멀티플렉서로 구현될 수 있다.

선택회로(102)는, 선택신호에 응답하여 다수의 터치센서(TS)와 센싱신호 검출부(104) 간의 연결을 스위칭해주는 다수의 스위치를 포함할 수 있다.

접촉 터치 구동인 경우, 다수의 스위치가 하나씩 순차적으로 턴-온 되고, 센싱신호 검출부(104)는, 임의의 한 타이밍에, 턴-온 된 하나의 스위치를 통해 전기적으로 연결된 하나의 터치센서(TS)로 구동 신호를 출력할 수 있다.

비접촉 터치 구동인 경우, 다수의 스위치가 둘 이상씩 순차적으로 턴-온 되고, 센싱신호 검출부(104)는, 임의의 한 타이밍에, 턴-온 된 둘 이상의 스위치를 통해 전기적으로 연결된 둘 이상의 터치센서(TS)로 구동 신호를 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치센서(TS)로 구동 신호를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치센서(TS)로 구동 신호를 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 다수의 센싱 라인을 통해 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급하되, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 함께 공급할 수 있다.

둘 이상의 터치센서(TS)는 표시패널(10)에서 인접한 위치에 배치된 터치센서들일 수 있다.

둘 이상의 터치센서(TS)는, 센싱 라인 방향으로 서로 인접하거나, 센싱 라인 방향과 다른 방향으로 인접할 수 있다.

예를 들어, 둘 이상의 터치센서(TS)는, 센싱 라인과 평행인 방향으로 인접한 위치에 배치된 터치센서들이거나, 센싱 라인과 수직인 방향으로 인접한 위치에 배치된 터치센서들이거나, 센싱 라인과 평행인 방향으로 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 터치센서와 센싱 라인과 수직인 방향으로 인접한 위치에 배치된 적어도 하나의 터치센서를 포함할 수 있다.

여기서, 터치센서(TS)와 터치 센싱 회로(100)를 연결해주는 센싱 라인은, 일 예로, 데이터 라인과 평행하거나, 게이트 라인과 평행할 수 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되며, 터치 구동 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출하되, 접촉 터치 구동인 경우, 하나의 터치센서(TS)에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 둘 이상의 터치센서(TS)에 해당하는 블록 단위로 터치 유무를 검출할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 터치 집적회로(Touch Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.

경우에 따라서, 본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 데이터 구동 집적회로 칩 형태로 구현된 데이터 구동 회로(24)의 내부 회로일 수도 있다.

한편, 임의의 한 시점에, 접촉 터치 구동인 경우에는 1개의 터치센서(TS)에 구동신호가 인가되지만, 비접촉 터치 구동인 경우, 2개 이상의 터치센서(TS)에 구동신호가 인가되기 때문에, 접촉 터치 구동에 비해, 비접촉 터치 구동 시, 더 큰 로드(Load)가 발생할 수 있으며 이에 따라, 샤프하지 않은 형태의 구동 신호가 터치 센서에 인가될 수 있다.

따라서, 접촉 터치 구동과 비접촉 터치 구동 시, 동일한 구동신호를 사용하게 되면, 비접촉 터치 구동 시에는 터치 센싱 정확도가 저하될 수 있다.

이에, 본 발명은, 접촉 터치 구동과 비접촉 터치 구동 시, 동일한 구동신호를 사용하지 않고 다른 구동신호를 사용하는 방법을 제공할 수 있다.

예를 들어, 비접촉 터치 구동인 경우, 터치 센싱 회로(100)에서 출력되어 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는 오버 드라이빙 구간(OP)을 가질 수 있다.

오버 드라이빙 구간(OP)에서 구동신호(Vh)의 오버 드라이빙 되는 정도(Vover)는, 구동신호(Vh)가 공급되는 터치센서(TS)의 위치에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 구동신호(Vh)의 공급장치(터치 센싱 회로(100) 또는 이를 포함하는 데이터 구동회로(24))에서 멀리 있는 터치센서(TS)로 공급되는 구동신호(Vh)일수록, 오버 드라이빙 되는 정도(Vover)는 클 수 있다. 왜냐하면, 구동신호(Vh)의 공급장치(터치 센싱 회로(100) 또는 이를 포함하는 데이터 구동회로(24))에서 멀리 있는 터치센서(TS)일수록 부하(RC 값과 대응)가 크기 때문에, 더 많이 오버 드라이빙 된 구동신호(Vh)를 공급해주는 것이다.

이에 따르면, 비접촉 터치 구동인 경우, 터치 센싱 회로(100)에서 출력되어 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 접촉 터치 구동(핑거 모드 구동)인 경우, 터치 센싱 회로(100)에서 출력되어 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)에 비해 큰 신호 세기를 가질 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 모드를 나타낸 도면이고, 도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 표시장치의 터치 구동 모드에서 사용되는 구동 신호의 1개 펄스를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치는 디스플레이 구동 모드(Display Driving Mode) 또는 터치 구동 모드(Touch Driving Mode)로 동작할 수 있다.

도 13을 참조하면, 터치 구동 모드는 접촉 터치 구동 모드와 비접촉 터치 구동 모드로 나눌 수 있다. 여기서, 비접촉 터치 구동 모드는, 호버 모드 및 근접 터치 구동 모드 등을 모두 포함할 수 있는 개념의 터치 구동 모드이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 비접촉 터치 구동 모드에서 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 접촉 터치 구동 모드에서 다수의 터치 센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)를 레퍼런스 신호 파형(Reference waveform)으로 하여, 이러한 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간(OP) 동안 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 오버 드라이빙 된 신호일 수 있다.

예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 비접촉 터치 구동 모드에서의 구동 신호(Vh)의 1개의 펄스에서 오버 드라이빙 구간(OP)은, 1개의 펄스의 전체 폭(HP)에 대응될 수 있다.

다른 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 비접촉 터치 구동 모드에서의 구동 신호(Vh)의 1개의 펄스에서 오버 드라이빙 구간(OP)은, 1개의 펄스의 전체 폭(HP) 중 일부에 해당할 수 있다.

도 16a 내지 도 16d은 본 발명에 따른 접촉 터치 구동 모드(핑거 모드) 및 비접촉 터치 구동 모드 각각에서의 구동신호(Vf, Vh)의 더욱 구체적인 4가지 예시들이다.

도 16a의 일 예와 같이, 터치 센싱 회로(100)에서 생성되어 출력되어 구동 신호는, 터치 구동 모드(접촉 터치 구동 모드, 비접촉 터치 구동 모드)에 따라 달라질 수 있다.

도 16a을 참조하면, 접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)는, 기준 전압(Vo)을 갖는 로우 레벨 구간(LP)과, 기준 전압(Vo)보다 높은 구동전압(Vd)을 갖는 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스(Modulation Pulse)이다.

도 16a을 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 기준 전압(Vo)을 갖는 로우 레벨 구간(LP)과, 기준 전압(Vo)보다 높은 전압(Vd+Vover, Vd)을 갖는 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스(Modulation Pulse)이다.

도 16a을 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 하이 레벨 구간(HP)은 오버 드라이빙 구간(OP)과 노말 하이 레벨 구간(NHP)으로 이루어질 수 있다.

비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 하이 레벨 구간(HP) 내 오버 드라이버 구간(OP)에서는 구동전압(Vd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 높은 오버 드라이빙 구동전압(Vd+Vover)을 갖는다.

비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 하이 레벨 구간(HP) 내 노말 하이 레벨 구간(NHP)에서는 기준전압(Vo)보다 높은 구동전압(Vd)을 갖는다.

도 16b의 다른 예와 같이, 터치 센싱 회로(100)에서 생성되어 출력되어 구동 신호는, 터치 구동 모드(접촉 터치 구동 모드, 비접촉 터치 구동 모드)에 따라 달라질 수 있다.

도 16b를 참조하면, 접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)는, 기준 전압(Vo)을 갖는 로우 레벨 구간(LP)과, 기준 전압(Vo)보다 높은 구동전압(Vd)을 갖는 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스(Modulation Pulse)이다.

도 16b를 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 기준 전압(Vo)을 갖는 로우 레벨 구간(LP)과 기준 전압(Vo)보다 높은 전압(Vd+Vover, Vd)을 갖는 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스(Modulation Pulse)이다.

한 프레임 구간 내 터치 구동 구간(비접촉 터치 구동 구간) 중 제1 구동 구간(Tover) 동안, 하이 레벨 구간(HP)은 오버 드라이빙 구간(OP)과 노말 하이 레벨 구간(NHP)으로 이루어질 수 있다.

한 프레임 구간 내 터치 구동 구간(비접촉 터치 구동 구간) 중 제2 구동 구간(Tnormal) 동안, 하이 레벨 구간(HP)은 노말 하이 레벨 구간(NHP)만으로 이루어질 수 있다.

도 16b를 참조하면, 한 프레임 구간 내 비접촉 터치 구동 구간 동안, 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 노말 하이 레벨 구간(NHP)에서는 기준전압(Vo)보다 미리 정해진 전압(터치 센싱에 필요한 전압)만큼 높은 구동전압(Vd)을 가질 수 있다.

한 프레임 구간 내 터치 구동 구간(비접촉 터치 구동 구간) 중 제1 구동 구간(Tover) 동안, 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 오버 드라이버 구간(OP)에서는 구동전압(Vd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 높은 오버 드라이빙 구동전압(Vd+Vover)를 가질 수 있다.

도 16c의 또 다른 예와 같이, 터치 센싱 회로(100)에서 생성되어 출력되어 구동 신호는, 터치 구동 모드(접촉 터치 구동 모드, 비접촉 터치 구동 모드)에 따라 달라질 수 있다.

도 16c를 참조하면, 접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)는, 로우 레벨 구간(LP)과 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스일 수 있다.

접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)에서, 하이 레벨 구간(HP)은 기준전압(Vo)보다 높은 하이 레벨 구동전압(Vpd)을 갖는 노말 하이 레벨 구간(NHP)일 수 있고, 로우 레벨 구간(LP)은 기준전압(Vo)보다 낮은 로우 레벨 구동전압(Vnd)을 갖는 노말 로우 레벨 구간(NLP)일 수 있다.

도 16c를 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 로우 레벨 구간(LP)과 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스일 수 있다.

도 16c를 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 하이 레벨 구간(HP)은 하이 레벨 오버 드라이빙 구간(HOP)과 노말 하이 레벨 구간(NHP)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)의 하이 레벨 구간(HP)에서, 하이 레벨 오버 드라이빙 구간(HOP)에서는, 하이 레벨 구동전압(Vpd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 높은 하이 레벨 오버 드라이빙 구동전압(Vpd+Vover)를 갖는다.

그리고, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)의 하이 레벨 구간(HP)에서, 노말 하이 레벨 구간(NHP)에서는, 기준전압(Vo)보다 터치 센싱에 필요한 전압만큼 높은 하이 레벨 구동전압(Vpd)을 가질 수 있다.

비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)에서, 로우 레벨 구간(LP)은 로우 레벨 오버 드라이빙 구간(LOP)과 노말 로우 레벨 구간(NLP)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)의 로우 레벨 구간(LP)에서, 로우 레벨 오버 드라이빙 구간(LOP)에서는, 로우 레벨 구동전압(Vnd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 낮은 로우 레벨 오버 드라이빙 구동전압(Vnd-Vover)를 갖는다.

그리고, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)의 로우 레벨 구간(LP)에서, 노말 로우 레벨 구간(NLP)에서는 기준전압(Vo)보다 낮은 로우 레벨 구동전압(Vnd)을 가질 수 있다.

도 16d의 또 다른 예와 같이, 터치 센싱 회로(100)에서 생성되어 출력되어 구동 신호는, 터치 구동 모드(접촉 터치 구동 모드, 비접촉 터치 구동 모드)에 따라 달라질 수 있다.

도 16d을 참조하면, 접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)는, 로우 레벨 구간(LP)과 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스일 수 있다.

접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vf)에서, 하이 레벨 구간(HP)은 기준전압(Vo)보다 높은 하이 레벨 구동전압(Vpd)을 갖는 노말 하이 레벨 구간(NHP)일 수 있고, 로우 레벨 구간(LP)은 기준전압(Vo)보다 낮은 로우 레벨 구동전압(Vnd)을 갖는 노말 로우 레벨 구간(NLP)일 수 있다.

도 16d을 참조하면, 비접촉 터치 구동인 경우 다수의 터치센서(TS)로 공급되는 구동 신호(Vh)는, 로우 레벨 구간(LP)과 하이 레벨 구간(HP)이 반복되는 변조 펄스일 수 있다.

도 16d을 참조하면, 비접촉 터치 구동 구간 중 제1 구동 구간(Tover) 동안, 하이 레벨 구간(HP)은 하이 레벨 오버 드라이빙 구간(HOP)과 노말 하이 레벨 구간(NHP)으로 이루어지고, 로우 레벨 구간(LP)은 로우 레벨 오버 드라이빙 구간(LOP)과 노말 로우 레벨 구간(NLP)으로 이루어질 수 있다.

도 16d을 참조하면, 비접촉 터치 구동 구간 중 제2 구동 구간(Tnormal) 동안, 하이 레벨 구간(HP)은 노말 하이 레벨 구간(NHP)만으로 이루어지고, 로우 레벨 구간(LP)은 노말 로우 레벨 구간(NLP)만으로 이루어질 수 있다.

하이 레벨 오버 드라이빙 구간(HOP)에서는 하이 레벨 구동전압(Vpd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 높은 하이 레벨 오버 드라이빙 구동전압(Vpd+Vover)를 갖고, 노말 하이 레벨 구간(NHP)에서는 기준전압(Vo)보다 높은 하이 레벨 구동전압(Vpd)을 가질 수 있다.

로우 레벨 오버 드라이빙 구간(LOP)에서는 로우 레벨 구동전압(Vnd)보다 오버 드라이빙 전압(Vover)만큼 낮은 로우 레벨 오버 드라이빙 구동전압(Vnd-Vover)를 갖고, 노말 로우 레벨 구간(NLP)에서는 기준전압(Vo)보다 낮은 로우 레벨 구동전압(Vnd)을 가질 수 있다.

이상에서 전술한 바와 같이, 다수의 터치센서(TS)는, 디스플레이 구동 구간 동안 디스플레이 구동전압(예: 화소전압과 대응되어 전계를 형성하는 공통전압)이 공급되고, 접촉 터치 구동 구간 동안 접촉 터치 구동신호(Vf)가 공급되며, 비접촉 터치 구동 구간 동안 비접촉 터치 구동신호(Vh)가 공급될 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)으로 시분할 방식으로 진행되는 경우 구동 타이밍도이다.

도 17을 참조하면, 한 프레임(1 Frame) 구간은, 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)으로 시분할될 수 있다.

한 프레임(1 Frame) 구간이 시분할된 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH) 각각은 동일한 시간 길이를 가질 수도 있고(Ld=Lf=Lh), 적어도 한 구간은 다른 시간 길이를 가질 수도 있다(Ld, Lf, Lh 중 적어도 하나는 다른 값).

도 18은 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)으로 시분할 방식으로 진행되는 경우, 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)의 길이 가변 특성을 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 화상 표시 구동이 되고 있는 동안, 접촉 터치 구동 구간(TF)의 시간 길이(Lf)와 비접촉 터치 구동 구간(TH)의 시간적인 길이(Lh)는 적응적으로 서로 가변될 수 있다.

예를 들어, 접촉 터치가 많이 발생하는 상황인 경우, 접촉 터치 구동 구간(TF)의 시간적인 길이(Lf)를 길게, 비접촉 터치 구동 구간(TH)의 시간적인 길이(Lh)를 짧게 제어할 수 있다.

다른 예를 들어, 비접촉 터치가 많이 발생하는 상황인 경우, 접촉 터치 구동 구간(TF)의 시간적인 길이(Lf)를 짧게, 비접촉 터치 구동 구간(TH)의 시간적인 길이(Lh)를 길게 제어할 수 있다.

도 19는 본 발명에 따른 표시장치의 구동 시, 한 프레임 구간이 디스플레이 구동 구간(D) 및 터치 구동 구간으로 시분할되고, 터치 구동 구간이 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH) 중 하나로 진행되는 경우에 대한 구동 타이밍도이다.

도 19를 참조하면, 한 프레임 구간은, 디스플레이 구동 구간(D) 및 접촉 터치 구동 구간(TF)으로 시분할되거나, 디스플레이 구동 구간(D) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)으로 시분할될 수 있다.

제1 프레임(Frame #1) 구간 내 접촉 터치 구동 구간(TF) 이후, 접촉 터치가 존재하는 것으로 판단되면, 제1 프레임(Frame #1) 구간의 다음 번째의 제2 프레임(Frame #2) 구간은, 디스플레이 구동 구간(D) 및 접촉 터치 구동 구간(TF)으로 시분할될 수 있다.

접촉 터치가 미존재하는 것으로 판단되면, 제1 프레임(Frame #1) 구간의 의 다음 번째의 제2 프레임(Frame #2) 구간은, 디스플레이 구동 구간(D) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH)으로 시분할될 수 있다.

도 20은 본 발명에 따른 표시장치의 터치 구동 시 발생하는 기생 캐패시터(Cp1, Cp2)와 이에 따른 터치 센싱 에러를 개선하기 위하여, 불필요한 기생 캐패시턴스(Cp1, Cp2)를 제거하여 터치 센싱 정확도를 향상시킬 수 있는 구동 방식인 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving) 방식을 설명하기 위한 도면이다.

위에서 언급한 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving)는, 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리는 로드(Load)를 제거하는 구동으로 정의될 수 있다. 이러한 로드 프리 구동은 터치 센싱을 위해 다수의 터치센서(TS)로 구동신호를 순차적으로 인가하는 메인 터치 구동과 함께 진행될 수 있다.

여기서, 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리는 로드(Load)는, 다수의 터치센서(TS)로 구동신호를 순차적으로 인가하여 터치 구동을 하는 동안, 터치 센싱을 위하여 반드시 형성되어야 하는 포인터와 터치센서(TS) 사이의 캐패시턴스 이외에, 표시패널(110) 내 다른 패턴들(예: 데이터 라인, 게이트 라인 등)과 다수의 터치센서(TS) 사이에 불필요하게 형성되는 기생 캐패시턴스에 의해 발생한다. 이러한 기생 캐패시턴스는 캐패시턴스 변화량을 토대로 터치 센싱을 하는 방식에서는 캐패시턴스 변화량을 변하게 하여 센싱 정확도를 떨어뜨릴 수 있다.

도 20을 참조하면, 터치 구동 시, 터치센서(TS)에 구동신호(Vf, Vh)를 공급하는 동안, 터치센서(TS)와 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐피시터(Cp1)가 형성될 수 있고, 터치센서(TS)와 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐피시터(Cp2)가 형성될 수 있다.

이러한 기생 캐패시터(Cp1, Cp2)는, 터치 구동 및 터치 센싱에 있어서 로드(Load)로 작용하여, 터치 센싱 에러를 유발할 수 있다.

이에, 본 발명은 불필요한 기생 캐패시턴스(Cp1, Cp2)를 제거하여 로드를 줄여줄 수 있는 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 로드 프리 터치 구동 방법에 따르면, 다수의 터치센서(TS)로 구동신호가 공급되는 동안, 표시패널(10)에 배치된 적어도 하나의 데이터 라인(DL)으로 구동신호(Vf, Vh)와 동위상의 로드 프리 구동신호(LFDdl)가 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 로드 프리 터치 구동 방법에 따르면, 다수의 터치센서(TS)로 구동신호가 공급되는 동안, 표시패널(10)에 배치된 적어도 하나의 게이트 라인(GL)으로 구동신호(Vf, Vh)와 동위상의 로드 프리 구동신호(LFDgl)가 공급될 수 있다.

여기서, 로드 프리 구동신호(LFDdl, LFDgl)는, 비접촉 터치 구동인 경우와 접촉 터치 구동인 경우 각각에 대한 구동신호(Vf, Vh)의 신호 세기 및 신호 모양과 대응되는 신호 세기 및 신호 모양을 가질 수 있다.

이에 따라, 터치 구동 구간(TF, TH) 동안, 터치센서(TS)와 데이터 라인(DL) 간의 전위차와, 터치센서(TS)와 게이트 라인(GL) 간의 전위차가 최소화되거나 없어져서, 터치센서(TS)와 데이터 라인(DL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cp1)과, 터치센서(TS)와 게이트 라인(GL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cp2)가 줄어들거나 제거될 수 있다. 이에 따라, 센싱 정확도가 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 별도의 터치 집적회로(Touch Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.

경우에 따라서는, 본 발명에 따른 터치 센싱 회로(100)는, 데이터 구동 집적회로 칩 형태로 구현된 데이터 구동 회로(24)의 내부 회로일 수도 있다.

아래에서는, 터치 센싱 회로(100)가 데이터 구동 회로(24)의 내부에 포함된 경우, 도 21 내지 도 23을 참조하여 데이터 구동 회로(24)를 개략적으로 설명한다.

도 21 및 도 22를 참조하면, 데이터 구동회로(24)는, 데이터 구동부(미도시) 이외에, 1개의 터치 센싱 회로(100) 및 1개의 멀티플렉서(MUX)를 포함할 수 있다.

도 23을 참조하면, 데이터 구동회로(24)는, 데이터 구동부(미도시) 이외에, 2개 이상의 터치 센싱 회로(100-1, 100-2) 및 2개 이상의 멀티플렉서(MUX)를 포함할 수 있다.

도 21 내지 도 23을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 표시패널(10)에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 다수의 센싱라인(SL)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치센서(TS)로 구동 신호(Tf)를 공급하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치센서(TS)로 구동 신호(Th)를 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS) 중 하나 이상의 터치센서로 구동신호가 인가될 수 있도록, 다수의 센싱라인(SL) 중 하나 이상의 센싱라인을 터치 센싱 회로(100)와 전기적으로 연결해주는 스위칭 동작을 하는 하나 이상의 멀티플렉서(MUX)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 공통전압을 공급하고, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급하도록 스위칭 해주는 하나 이상의 다른 종류의 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 다수의 터치센서(TS)로 구동신호(Vf 또는 Vh)가 순차적으로 공급되는 동안, 표시패널(10)에 배치된 적어도 하나의 데이터 라인(DL)으로 구동신호(Vf 또는 Vh)와 동위상의 로드 프리 구동신호(LFDdl)를 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 표시패널(10)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 다수의 센싱 라인을 통해 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되며, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 모드 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호(Vh)를 순차적으로 공급하되, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치센서(TS)로 오버 드라이빙 구간(OP)을 갖는 구동 신호(Vh)를 공급할 수 있다.

여기서, 오버 드라이빙 구간(OP)을 갖는 구동 신호(Vh)가 공급되는 둘 이상의 터치센서(TS)는 인접하게 배치된 터치센서들일 수 있다.

오버 드라이빙 구간(OP)을 갖는 구동 신호(Vh)가 공급되는 둘 이상의 터치센서(TS)는 센싱 라인 방향으로 인접하게 배치된 터치센서들일 수 있다.

오버 드라이빙 구간(OP)을 갖는 구동 신호(Vh)가 공급되는 둘 이상의 터치센서(TS)는 센싱 라인 방향과 다른 방향으로 인접하게 배치된 터치센서들일 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 표시패널(10)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 표시패널(10)에 배치된 다수의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결되며, 디스플레이 구동 모드 시, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력하고, 터치 구동 시, 다수의 터치센서(TS)로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 접촉 터치 구동인 경우, 도 21에 도시된 바와 같이, 하나의 터치센서(TS)에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 터치센서(TS)에 해당하는 블록 형태의 센싱 단위로 터치 유무를 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 데이터 구동회로(24)는, 비접촉 터치 구동인 경우, 접촉 터치 구동인 경우에 비해, 큰 신호 세기를 갖는 구동 신호를 공급할 수 있다.

도 24는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서 다수의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5)에 대한 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 24는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5)가 포함된 경우에 대하여, 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5)가 1개의 프레임 구간이 시분할된 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH) 각각에서 어떻게 사용되는지를 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 디스플레이 구동 구간(D) 동안, 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5)는 다수의 터치센서(TS) 모두로 공통전압(Vcom)이 인가되도록 스위칭 동작을 수행한다.

도 24를 참조하면, 접촉 터치 구동 구간(TF) 동안, 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5)는 순차적으로 동작하게 되고, 동작하는 멀티플렉서는 자신과 대응되는 다수의 터치전극(TS)으로 구동신호가 순차적으로 인가될 수 있도록 스위칭 동작을 수행한다.

도 24를 참조하면, 비접촉 터치 구동 구간(TH) 동안, 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5) 중 하나 또는 둘 이상이 구동될 수 있다.

도 25는 본 발명에 따른 터치 센싱 장치에서, 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 25를 참조하면, 5개의 멀티플렉서(MUX 1, MUX 2, … , MUX 5) 중 각 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 디스플레이 구동 구간(D), 접촉 터치 구동 구간(TF) 및 비접촉 터치 구동 구간(TH) 각각에 맞는 동작을 수행한다.

단, 각 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는 5개의 채널(CH1, CH2, … , CH5)를 갖는다. 즉 각 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는 5개의 센싱 라인(SL)을 통해 5개의 터치센서(TS)와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 25를 참조하면, 디스플레이 구동 구간(D)에서, 각 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 5개의 채널(CH1~CH5)을 단락시키고, 서브 멀티플렉서(2530)를 통해 공통전압 인가부(2520)에서 출력된 공통전압(Vcom)을 5개의 센싱 라인(SL)을 통해 5개의 터치센서(TS) 모두로 공급한다.

도 25를 참조하면, 접촉 터치 구동 구간(TF)에서, 동작 순서에 따라 동작하는 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)에서 5개 채널(CH1~CH5)은 시분할되어 구동신호의 경로가 된다.

도 25를 참조하면, 접촉 터치 구동 구간(TF)에서, 동작 순서에 따라 동작하는 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 5개의 채널(CH1~CH5) 중 1개의 채널을 선택하여 아날로그 프런트 엔드(2500)와 연결(단락)시킨다. 여기서, 아날로그 프런트 엔드(2500)는 터치 센싱 회로(100) 또는 데이터 구동회로(24)의 내부에 포함될 수도 있고 외부에 포함될 수도 있다.

이에 따라, 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 5개의 채널(CH1~CH5)는 아날로그 프런트 엔드(2500)에서 출력된 구동신호를 선택된 1개의 채널을 통해 해당 터치센서(TS)로 공급한다.

이때, 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 로드 프리 구동부(2510)에서 출력된 로드 프리 구동 신호(LFD 신호)를 서브 멀티플렉서(2530)를 통해 입력 받아, 입력된 로드 프리 구동 신호(LFD 신호)를 선택된 1개의 채널 이외에 나머지 4개의 채널을 통해 대응되는 4개의 터치센서(TS)로 공급한다.

도 25를 참조하면, 비접촉 터치 구간(TH)에서, 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 5개의 채널(CH1~CH5) 중 2개 이상의 채널을 선택하여 단락 시키고, 단락 된 2개 이상의 채널을 아날로그 프런트 엔드(2500)와 연결시킨다.

이에 따라, 해당 멀티플렉서(MUX i, i=1, 2, … , 5)는, 아날로그 디지털 프런트 엔드(2500)에서 출력된 구동신호를 선택된 2개의 이상의 채널을 통해 2개의 이상의 터치센서(TS)로 구동신호를 공급한다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 터치 센싱회로
102: 선택회로
104: 센싱신호 검출부
111 내지 116: 센싱 영역
121 내지 126: 센싱 라인
131, 132: 출력라인
170, 180, 190: 센싱 블록 영역
200: 호버 활성화 블록

Claims (39)

1. 다수의 터치 센서를 포함하는 표시패널;
   상기 다수의 터치 센서로 터치 인지를 위한 구동신호를 공급하고, 상기 다수의 터치 센서를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부; 및
   터치 구동 시, 상기 다수의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주는 선택회로를 포함하되,
   상기 선택회로는,
   상기 터치 구동이 접촉 터치 구동인 경우와 상기 터치 구동이 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주되,
   상기 접촉 터치 구동인 경우, 상기 다수의 터치 센서를 순차적으로 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주고,
   상기 비접촉 터치 구동인 경우, 상기 다수의 터치 센서 중 둘 이상의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 동시에 전기적으로 연결해주는 터치 센싱 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동 시 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호는,
   상기 접촉 터치 구동 시 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형(Reference waveform)으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 터치 센싱 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동 시 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호의 1개의 펄스에서 상기 오버 드라이빙 구간은,
   상기 1개의 펄스의 전체 폭에 대응되거나 상기 전체 폭 중 일부에 해당하는 터치 센싱 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동인 경우 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호는,
   기준 전압을 갖는 로우 레벨 구간과, 상기 기준 전압보다 높은 전압을 갖는 하이 레벨 구간이 반복되되,
   상기 하이 레벨 구간은 상기 오버 드라이빙 구간과 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지고,
   상기 노말 하이 레벨 구간에서는 상기 기준전압보다 높은 구동전압을 갖고,
   상기 오버 드라이빙 구간에서는 상기 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 높은 오버 드라이빙 구동전압을 갖는 터치 센싱 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동인 경우 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호는,
   기준 전압을 갖는 로우 레벨 구간과 상기 기준 전압보다 높은 전압을 갖는 하이 레벨 구간이 반복되되,
   터치 구동 구간 중 제1 구동 구간 동안, 상기 하이 레벨 구간은 상기 오버 드라이빙 구간과 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지고,
   상기 터치 구동 구간 중 제2 구동 구간 동안, 상기 하이 레벨 구간은 상기 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지며,
   상기 노말 하이 레벨 구간에서는 상기 기준전압보다 높은 구동전압을 갖고,
   상기 오버 드라이빙 구간에서는 상기 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 높은 오버 드라이빙 구동전압를 갖는 터치 센싱 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동인 경우 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호는,
   로우 레벨 구간과 하이 레벨 구간이 반복되되,
   상기 하이 레벨 구간은 하이 레벨 오버 드라이빙 구간과 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지고, 상기 로우 레벨 구간은 로우 레벨 오버 드라이빙 구간과 노말 로우 레벨 구간으로 이루어지며,
   상기 노말 하이 레벨 구간에서는 기준전압보다 높은 하이 레벨 구동전압을 갖고, 상기 하이 레벨 오버 드라이빙 구간에서는 상기 하이 레벨 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 높은 하이 레벨 오버 드라이빙 구동전압을 가지며,
   상기 노말 로우 레벨 구간에서는 기준전압보다 낮은 로우 레벨 구동전압을 갖고, 상기 로우 레벨 오버 드라이빙 구간에서는 상기 로우 레벨 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 낮은 로우 레벨 오버 드라이빙 구동전압를 갖는 터치 센싱 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 비접촉 터치 구동인 경우 터치 센서로 공급되는 상기 구동 신호는,
   로우 레벨 구간과 하이 레벨 구간이 반복되되,
   터치 구동 구간 중 제1 구동 구간 동안, 상기 하이 레벨 구간은 상기 하이 레벨 오버 드라이빙 구간과 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지고, 상기 로우 레벨 구간은 상기 로우 레벨 오버 드라이빙 구간과 노말 로우 레벨 구간으로 이루어지고,
   상기 터치 구동 구간 중 제2 구동 구간 동안, 상기 하이 레벨 구간은 상기 노말 하이 레벨 구간으로 이루어지고, 상기 로우 레벨 구간은 상기 노말 로우 레벨 구간으로 이루어지며,
   상기 노말 하이 레벨 구간에서는 기준전압보다 높은 하이 레벨 구동전압을 갖고, 상기 하이 레벨 오버 드라이빙 구간에서는 상기 하이 레벨 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 높은 하이 레벨 오버 드라이빙 구동전압을 가지며,
   상기 노말 로우 레벨 구간에서는 기준전압보다 낮은 로우 레벨 구동전압을 갖고, 상기 로우 레벨 오버 드라이빙 구간에서는 상기 로우 레벨 구동전압보다 오버 드라이빙 전압만큼 낮은 로우 레벨 오버 드라이빙 구동전압을 갖는 터치 센싱 장치.
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10. 제1항에 있어서,
    상기 센싱신호 검출부는 둘 이상의 검출부를 포함하고,
    상기 선택회로는 상기 둘 이상의 검출부에 대응되어 연결되는 둘 이상의 멀티플렉서를 포함하는 터치 센싱 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 둘 이상의 멀티플렉서 각각은 다수의 스위치 그룹을 포함하고,
    상기 다수의 스위치 그룹 각각은 상기 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되는 다수의 스위치를 포함하는 터치 센싱 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 스위치는,
    상기 센싱신호 검출부에 연결되는 다수의 출력라인과 상기 다수의 터치 센서에 연결되는 다수의 센싱 라인을 연결해주는 터치 센싱 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 스위치 각각은,
    선택신호에 응답하여 해당 출력라인과 해당 센싱 라인을 선택적으로 연결해주는 터치 센싱 장치.
14. 제11항에 있어서,
    상기 센싱신호 검출부는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우, 상기 둘 이상의 멀티플렉서에 포함된 모든 스위치가 순차적으로 하나씩 턴-온 됨에 따라, 임의의 한 타이밍에 연결된 하나의 터치 센서로 상기 구동신호를 공급하는 터치 센싱 장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 센싱신호 검출부는,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우, 상기 둘 이상의 멀티플렉서에 포함된 모든 스위치가 둘 이상씩 함께 턴-온 됨에 따라, 임의의 한 타이밍에 함께 연결된 둘 이상의 터치 센서 모두로 상기 구동신호를 공급하는 터치 센싱 장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 센서로 상기 구동신호가 공급되는 동안, 상기 표시패널에 배치된 적어도 하나의 데이터 라인으로 상기 구동신호와 동위상의 로드 프리 구동신호가 공급되는 터치 센싱 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 터치 센서로 상기 구동신호가 공급되는 동안, 상기 표시패널에 배치된 적어도 하나의 게이트 라인으로 상기 구동신호와 동위상의 로드 프리 구동신호가 공급되는 터치 센싱 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 로드 프리 구동신호는,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우와 상기 접촉 터치 구동인 경우 각각에 대한 상기 구동신호의 신호 세기 및 신호 모양과 대응되는 신호 세기 및 신호 모양을 갖는 터치 센싱 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 센서는,
    디스플레이 구동 구간 동안 디스플레이 구동전압이 공급되고,
    접촉 터치 구동 구간 동안 접촉 터치 구동신호가 공급되며,
    비접촉 터치 구동 구간 동안 비접촉 터치 구동신호가 공급되는 터치 센싱 장치.
20. 제19항에 있어서,
    한 프레임 구간은 상기 디스플레이 구동 구간, 상기 접촉 터치 구동 구간 및 상기 비접촉 터치 구동 구간으로 시분할되는 터치 센싱 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 접촉 터치 구동 구간 및 상기 비접촉 터치 구동 구간 각각의 시간적인 길이는 가변되는 터치 센싱 장치.
22. 제19항에 있어서,
    한 프레임 구간은,
    상기 디스플레이 구동 구간 및 상기 접촉 터치 구동 구간으로 시분할되거나, 상기 디스플레이 구동 구간 및 상기 비접촉 터치 구동 구간으로 시분할되되,
    제1 프레임 구간 내 상기 접촉 터치 구동 구간 이후,
    상기 접촉 터치가 존재하는 것으로 판단되면, 제2 프레임 구간은, 상기 디스플레이 구동 구간 및 상기 접촉 터치 구동 구간으로 시분할되고,
    상기 접촉 터치가 미존재하는 것으로 판단되면, 상기 제2 프레임 구간은, 상기 디스플레이 구동 구간 및 상기 비접촉 터치 구동 구간으로 시분할되는 터치 센싱 장치.
23. 제7항에 있어서,
    상기 선택회로는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우, 한 시점에 1개의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 연결해주고,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우, 한 시점에 2개 이상의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 함께 연결해주되,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우, 상기 센싱신호 검출부에 함께 연결되는 터치 센서 개수를 이벤트 발생에 따라 변경하는 터치 센싱 장치.
24. 다수의 터치 센서에 인가될 구동 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 다수의 터치 센서를 통해 센싱신호를 검출하는 센싱신호 검출부; 및
    터치 구동 시, 다수의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주는 선택회로를 포함하되,
    상기 선택회로는,
    상기 터치 구동이 접촉 터치 구동인 경우와 상기 터치 구동이 비접촉 터치 구동인 경우에 대하여 상이한 개수의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주되,
    상기 접촉 터치 구동인 경우, 상기 다수의 터치 센서를 순차적으로 상기 센싱신호 검출부에 전기적으로 연결해주고,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우, 상기 다수의 터치 센서 중 둘 이상의 터치 센서를 상기 센싱신호 검출부에 동시에 전기적으로 연결해주는 터치 센싱 회로.
25. 제24항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우 터치 센서에 인가되는 구동 신호는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우 터치 센서에 인가되는 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 터치 센싱 회로.
26. 제25항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동 시 터치 센서로 인가되는 상기 구동 신호의 1개의 펄스에서 상기 오버 드라이빙 구간은,
    상기 1개의 펄스의 전체 폭에 대응되거나 상기 전체 폭 중 일부에 해당하는 터치 센싱 회로.
27. 제24항에 있어서,
    상기 센싱신호 검출부는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에, 하나의 터치 센서에 인가될 상기 구동 신호를 출력하고,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에, 둘 이상의 터치 센서에 인가될 상기 구동 신호를 출력하는 터치 센싱 회로.
28. 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며,
    터치 구동 모드 시, 상기 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되,
    접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고,
    비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하는 터치 센싱 회로.
29. 제28항에 있어서,
    상기 둘 이상의 터치 센서는 서로 인접한 터치 센서인 터치 센싱 회로.
30. 제29항에 있어서,
    상기 둘 이상의 터치 센서는 센싱 라인 방향으로 인접하거나 센싱 라인 방향과 다른 방향으로 인접한 터치 센서인 터치 센싱 회로.
31. 제28항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우 상기 둘 이상의 터치 센서로 공급되는 구동 신호는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우 상기 하나의 터치 센서로 공급되는 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 터치 센싱 회로.
32. 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며,
    터치 구동 시, 상기 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출하되,
    접촉 터치 구동인 경우, 하나의 터치 센서에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출하고,
    비접촉 터치 구동인 경우, 둘 이상의 터치 센서에 해당하는 블록 단위로 터치 유무를 검출하는 터치 센싱 회로.
33. 제32항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우 둘 이상의 터치 센서로 공급되는 구동 신호는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우 하나의 터치 센서로 공급되는 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 터치 센싱 회로.
34. 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고,
    상기 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며,
    디스플레이 구동 모드 시, 상기 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고,
    터치 구동 모드 시, 상기 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하되,
    접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고,
    비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하는 데이터 구동회로.
35. 제34항에 있어서,
    상기 구동신호가 공급되는 동안, 상기 표시패널에 배치된 적어도 하나의 데이터 라인으로 상기 구동신호와 동위상의 로드 프리 구동신호를 공급하는 데이터 구동회로.
36. 제34항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우 상기 둘 이상의 터치 센서로 공급되는 구동 신호는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우 상기 하나의 터치 센서로 공급되는 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 데이터 구동회로.
37. 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 연결되고,
    상기 표시패널에 배치된 다수의 터치 센서와 전기적으로 연결되며,
    디스플레이 구동 모드 시, 상기 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하고,
    터치 구동 시, 상기 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하여 터치 유무를 검출하되,
    접촉 터치 구동인 경우, 하나의 터치 센서에 해당하는 센싱 영역 단위로 터치 유무를 검출하고, 비접촉 터치 구동인 경우, 둘 이상의 터치 센서에 해당하는 블록 단위로 터치 유무를 검출하는 데이터 구동회로.
38. 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치된 표시패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동회로를 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    디스플레이 구동 모드 시, 상기 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하는 단계; 및
    터치 구동 모드 시, 상기 표시패널에 내장된 상기 다수의 터치 센서로 구동 신호를 순차적으로 공급하는 단계를 포함하되,
    상기 공급하는 단계는,
    접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 하나의 터치 센서로 구동 신호를 공급하고,
    비접촉 터치 구동인 경우, 임의의 한 타이밍에 둘 이상의 터치 센서로 구동 신호를 공급하는 표시장치의 구동방법.
39. 제38항에 있어서,
    상기 비접촉 터치 구동인 경우 상기 둘 이상의 터치 센서로 공급되는 구동 신호는,
    상기 접촉 터치 구동인 경우 상기 하나의 터치 센서로 공급되는 구동 신호를 레퍼런스 신호 파형으로 하여, 상기 레퍼런스 신호 파형에 비해, 정해진 오버 드라이빙 구간 동안 오버 드라이빙 전압만큼 오버 드라이빙 된 표시장치의 구동방법.
    

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